Почвоведение Лекция 6. Потенциал почвенной влаги, основная гидрофизическая характеристика почвы
Виды влагоемкости почвы – Почвенно- это показатели гидро- Энергетические качественной оценки логические константы состояния воды в почве ПВ ПВ Влажность почвы Гравитационная влага Переувлажнение КВ КВ (избыток влаги) Капиллярно-гравитационная влага ППВ НВ МКСВ активной Диапазон Пленочно-капиллярная влага влаги ММВ ВЗ Влага Пленочная влага недоступна МГ для растений МАВ Адсорбированная влага 0
• Для количественного описания энергетического состояния воды в почве было введено два понятия: 1 – давление почвенной влаги; 2 – потенциал почвенной влаги
Давление почвенной влаги - - давление, возникающее в почвенной влаге за счет действия в почве сил различной природы, снижающих энергию почвенной воды по сравнению со свободной чистой водой при атмосферном давлении на уровне моря, энергия которой принята за нуль. (Е. В. Шеин, Л. О. Карпачевский Толковый словарь по физике почв. 2003, с. 30) Дж н м н Размерность: = 3 = = Па (паскаль) м 3 м м 2 или см водн. ст. - сантиметры водного столба мм рт. ст. - миллиметры ртутного столба
Потенциал почвенной влаги - - работа, которую необходимо приложить, чтобы извлечь единицу объема (массы, веса) воды из почвы (Е. В. Шеин, Л. О. Карпачевский Толковый словарь по физике почв. 2003, с. 79)
Потенциал почвенной влаги t = p + g + osm где t - полный потенциал почвенной влаги p - потенциал давления (син. тензиометрический потенциал) g - гравитационный потенциал osm - осмотический потенциал
Составляющие потенциала давления ( p) p = p + pm a e pm - капиллярно-сорбционный (матричный) потенциал pa - пневматический потенциал pe - потенциал давления окружающей поверхности (потенциал нагрузки)
Основная гидрофизическая характеристика почв (ОГХ) - - зависимость капиллярно-сорбционного (матричного) давления почвенной влаги от влажности почвы
Рк-с – капиллярно-сорбционное давление почвенной влаги Влажность Шеин, 2005
p. F = lg |Pк-с| - десятичный логарифм абсолютной величины капиллярно-сорбционного давления влаги, выраженной в см водного столба Влажность, % Шеин, 2005
Шеин, 2005
Использование ОГХ (основной гидрофизической характеристики почвы) 1 – сравнительная оценка изменения физического состояния почв, поскольку она зависит от гранулометрического, минералогического, агрегатного составов, плотности почвы, минерализации и состава солей, количества и качества органического вещества; 2 – оценка распределения объемов пор по их диаметрам, которая основана на капиллярной модели почвенных пор по их диаметрам и уравнении Жюрена; 3 – оценка почвенно-гидрологических констант (по графику методом «секущих» по А. Д. Воронину) 4 – математическое моделирование передвижения влаги в почве 5 – оценка физико-механических констант в почве (по методу А. Д. Воронина)
p. FМАВ = 5. 2 + 0. 03 W p. FВЗ = 4. 18 p. FММВ = 2. 17 + 0. 03 W p. FМКСВ = 2. 17 + 0. 01 W p. FКВ = 2. 17 Шеин, 2005
Влагопроводность почвы - - способность почвы воспринимать воду, подаваемую на ее поверхность, проводить эту воду от слоя к слою в ненасыщенных водой горизонтах и, наконец, фильтровать воду сквозь определенную толщу горизонтов, насыщенных водой. (Н. А. Качинский, 1970)
Движение воды в почве h 1 h 2 h = h 1 – h 2 где qw – поток влаги, т. е. количество воды Q, прошедшее через сечение почвы S в единицу времени t : qw = Q/St Кф – коэффициент фильтрации h/l – гидравлический градиент, т. е. отношение гидравлического напора h к длине колонки l Шеин, 2005